Densitet definieras vanligtvis i massaenheter per volym. När det gäller grafen är det massa per område, dvs. ytdensitet . Vad skulle vara det korrekta sättet att beräkna ytdensiteten (massa per ytenhet) av grafen, till exempel?
Skulle det vara korrekt att multiplicera grafitens densitet med grafitets van der Waals-gap?
Kommentarer
- Låt ' s fixa terminologin och gå därifrån. Densitet är gram per kubikcentimeter. Ytan är centimeter kvadrat per gram. Vad vill du nu?
- @MaxW vad är " densitet " grafen i gram per centimeter kvadrat ?
- $ \ dfrac {1} {\ text {Surface Area}} = \ dfrac {\ text {gram}} {\ text {cm} ^ 2} $
- @ MaxW ok så nu hur man faktiskt beräknar denna " ytarea " givet kol-kolbindningslängd etc.?
- Jag ' är fortfarande inte säker på vad du försöker göra … // Jag tror att du ' letar efter vad enheten cellen är i ett oändligt plan av grafen.
Svar
CC-längden i grafen är l = 0,142 nm och ytan på en hexagon kan beräknas med formeln:
$ A = \ frac {3 \ sqrt {3}} {2} l ^ 2 = 0,0523 nm ^ 2 $
I varje sexkant finns två fulla kolatomer (1/3 * 6) så ytdensiteten för ett enda lager är:
$ S_d = \ frac {2 * massCarbon} {A} = \ frac {2 * 1,994 × 10 ^ {- 26} Kg} {0,0523 × 10 ^ {- 18} m ^ 2} = 76,26 × 10 ^ {- 8} Kg / m ^ 2 = 7,63 × 10 ^ {- 8} g / cm ^ 2 $
Om du överväger 2, 3, etc. lager än ytans densitet är det två, tre gånger etc. ytan densitet för det enskilda skiktet.
Ytterligare anmärkning: Avståndet mellan skikten är h = 0,335 nm och därför kan dess densitet beräknas som:
$ d = \ frac {S_d} {h} = \ frac {7.63 × 10 ^ {- 8} g / cm ^ 2} {0.335 × 10 ^ {- 7} cm} = 2.28 g / cm ^ 3 $
Detta är mycket nära det experimentella värde jag har hittat online säger att densiteten för grafen är $ 2.267 g / cm ^ 3 $
Kommentarer
- Vilket är också värdet för grafit …